50億円を投じて年間6億円削減、セメント製造の熱利用：スマートファクトリー（2/2 ページ）

宇部興産は福岡県の苅田セメント工場に出力1万2650キロワットの排熱発電設備を導入。電力の自給率を約30ポイント高めた。セメント製造時の高温排熱で蒸気を作り、蒸気タービンを回す。固定価格買い取り制度（FIT）を利用しないエネルギーの有効利用の一例だ。二酸化炭素の排出量も約10％減る。

[畑陽一郎，スマートジャパン]

2カ所の排熱を発電に利用

　苅田セメント工場は、普通セメントと高炉セメントを原料から一貫生産している。塊状のセメント中間製品「クリンカ」を年間160万トン生産する能力を備える^＊1）。

　セメント製造は順に原料工程、焼成工程、仕上げ工程の3つを経る。原料工程では石灰石や粘土などを粉砕、乾燥、混合してセメントの原料を作る。焼成工程では原料をプレヒーターで加熱し、キルンで1450℃に加熱する。ここで化学反応が起き、クリンカを得る。その後、クリンカクーラーで冷却し、仕上げ工程に運ぶ。仕上げ工程ではクリンカに石こうを加えて粉砕し、セメントが完成する。

　苅田セメント工場では焼成工程に改善を加えた。「従来は1本のキルンから排熱をプレヒーターに送っていたものの、熱を十分に利用できていなかった」（同社）。そこで2系統の熱を利用して効率よく発電するシステムを導入した（図4）。図4の左下で炎が吹き込んでいる水平の管がキルンだ。

＊1） 複数企業による国内のセメント生産高は約5670万トン（2014年度）。

図4　生産設備と排熱発電設備の関係　出典：宇部興産

　まずクリンカクーラーから送られた360℃の排熱を、エアクエンチング（AQC）ボイラーに通じて高圧蒸気を取り出し、プレヒーターボイラーに通じる。プレヒーターからは400℃の排熱をプレヒーターボイラーに送る。2系統の蒸気を使ってタービン1基を回し、電力を得る（図5）。このようにして化石燃料の使用量を低減し、電力の自給率を高めた。

図5　排熱発電設備・タービン発電機の外観　出典：宇部興産

【更新情報】 記事公開後、図3を追加しました（2016年1月13日）。